Способ определения оптимальной части полосы частот, поражаемой преднамеренной помехой, в системах связи с широкополосными сигналами



Способ определения оптимальной части полосы частот, поражаемой преднамеренной помехой, в системах связи с широкополосными сигналами
Способ определения оптимальной части полосы частот, поражаемой преднамеренной помехой, в системах связи с широкополосными сигналами
Способ определения оптимальной части полосы частот, поражаемой преднамеренной помехой, в системах связи с широкополосными сигналами
Способ определения оптимальной части полосы частот, поражаемой преднамеренной помехой, в системах связи с широкополосными сигналами
Способ определения оптимальной части полосы частот, поражаемой преднамеренной помехой, в системах связи с широкополосными сигналами
Способ определения оптимальной части полосы частот, поражаемой преднамеренной помехой, в системах связи с широкополосными сигналами
Способ определения оптимальной части полосы частот, поражаемой преднамеренной помехой, в системах связи с широкополосными сигналами
Способ определения оптимальной части полосы частот, поражаемой преднамеренной помехой, в системах связи с широкополосными сигналами
Способ определения оптимальной части полосы частот, поражаемой преднамеренной помехой, в системах связи с широкополосными сигналами
Способ определения оптимальной части полосы частот, поражаемой преднамеренной помехой, в системах связи с широкополосными сигналами
Способ определения оптимальной части полосы частот, поражаемой преднамеренной помехой, в системах связи с широкополосными сигналами
Способ определения оптимальной части полосы частот, поражаемой преднамеренной помехой, в системах связи с широкополосными сигналами
Способ определения оптимальной части полосы частот, поражаемой преднамеренной помехой, в системах связи с широкополосными сигналами
Способ определения оптимальной части полосы частот, поражаемой преднамеренной помехой, в системах связи с широкополосными сигналами
Способ определения оптимальной части полосы частот, поражаемой преднамеренной помехой, в системах связи с широкополосными сигналами
Способ определения оптимальной части полосы частот, поражаемой преднамеренной помехой, в системах связи с широкополосными сигналами
Способ определения оптимальной части полосы частот, поражаемой преднамеренной помехой, в системах связи с широкополосными сигналами
Способ определения оптимальной части полосы частот, поражаемой преднамеренной помехой, в системах связи с широкополосными сигналами
Способ определения оптимальной части полосы частот, поражаемой преднамеренной помехой, в системах связи с широкополосными сигналами
Способ определения оптимальной части полосы частот, поражаемой преднамеренной помехой, в системах связи с широкополосными сигналами
Способ определения оптимальной части полосы частот, поражаемой преднамеренной помехой, в системах связи с широкополосными сигналами
Способ определения оптимальной части полосы частот, поражаемой преднамеренной помехой, в системах связи с широкополосными сигналами
Способ определения оптимальной части полосы частот, поражаемой преднамеренной помехой, в системах связи с широкополосными сигналами
Способ определения оптимальной части полосы частот, поражаемой преднамеренной помехой, в системах связи с широкополосными сигналами

Владельцы патента RU 2669507:

Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия воздушно-космической обороны имени Маршала Советского Союза Г.К. Жукова" Министерства обороны Российской Федерации (RU)

Изобретение относится к области радиосвязи и может быть использовано в телекоммуникационных радиоэлектронных системах с широкополосными сигналами. Технический результат - повышение точности оценки части полосы частот, поражаемой преднамеренной помехой. Данный способ заключается в том, что рассчитываемая часть полосы частот умножается на корректирующий коэффициент, позволяющий учесть действие внутренних шумов приемной аппаратуры. 1 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к области радиосвязи и может найти применение в телекоммуникационных радиоэлектронных системах с широкополосными сигналами.

В системах передачи дискретных сообщений предпочтительным показателем помехоустойчивости системы является средняя вероятность ошибки на бит информации. Поэтому предположим, что стратегия постановщика помех противника базируется на реализации такого распределения помехи по полосе частот F, занимаемой спектром сигналов с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты (ППРЧ), которое при фиксированной средней мощности помехи обеспечивает максимум вероятности ошибки. При этом наиболее эффективным признается такое распределение, когда помеха поражает только часть общей полосы частот [Волков Л.Н., Немировский М.С., Шинаков Ю.С. Системы цифровой радиосвязи: базовые методы и характеристики: учеб. пособие. - М.: Эко-Трендз, 2005. С. 229-230].

Известен способ оценки части полосы частот, пораженной преднамереннойпомехой, в системах радиосвязи с ППРЧ и частотной модуляцией [Помехозащищенность систем радиосвязи с расширением спектра сигналов методом псевдослучайной перестройки рабочей частоты / В.И. Борисов, В.М. Зинчук, А.Е. Лимарев и др. - М.: Радио и связь, 2000. С. 73-74, формула (2.38)]. Способ обеспечивает выявление наихудшей для нас (оптимальной для противника) помехи, при которой вероятность ошибки на бит максимальна. К недостаткам способа следует отнести отсутствие учета внутреннего шума приемной аппаратуры, поскольку его действием просто пренебрегают. Кроме того, при оценке помехоустойчивости систем связи более распространен энергетический подход, предполагающий определение отношения сигнал/помеха, требуемого для обеспечения заданной вероятности ошибки, а рассмотренный способ не позволяет его реализовать с учетом внутреннего шума приемной аппаратуры.

Наиболее близким по технической сущности и совокупности существенных признаков к заявляемому способу является способ оценки части полосы частот, пораженной преднамеренной помехой, при некогерентном приеме сигналов с относительной фазовой модуляцией (ОФМ) и ППРЧ [Биленко А.П., Волков Л.Н. Сравнение помехозащищенности радиолиний с широкополосными сигналами // Радиотехника. - 1986. - №4. - С. 19, формулы (4), (5); Волков Л.Н., Немировский М.С., Шинаков Ю.С. Системы цифровой радиосвязи: базовые методы и характеристики: учеб. пособие. - М.: Эко-Трендз, 2005. С. 229-230], который и выбран в качестве прототипа. При этом способе оптимальное значение части поражаемой преднамеренной помехой полосы частот, максимизирующее вероятность ошибки на бит, рассчитывают как отношение спектральной плотности помехи (Nп) к энергии принимаемого сигнала (Еб), приходящейся на один бит

а максимальное значение вероятности ошибки на бит

I

где е - основание натурального логарифма (е≈2,718).

К недостаткам прототипа, как и ранее рассмотренного способа, следует отнести отсутствие учета внутреннего шума приемной аппаратуры и невозможность реализации энергетического подхода к оценке помехоустойчивости системы с его учетом.

На каналы систем радиосвязи с расширением спектра возможно одновременное воздействие помехи (шума), имеющей непрерывный характер, и помехи, имеющей прерывистый (импульсный) характер. Для систем радиосвязи с расширением спектра методом ППРЧ импульсный характер имеет помеха в части полосы частот, занимаемой спектром сигналов. Поэтому целью предполагаемого изобретения является определение оптимального значения части поражаемой импульсной помехой полосы частот в условиях ее действия вместе с непрерывной помехой (шумом), которое позволяет определить отношение сигнал/помеха, требуемое для обеспечения заданной вероятности ошибки.

Известно, что при помехе в виде суммы белого гауссовского шума и преднамеренной помехи, поражающей только часть всей рабочей полосы частот, вероятность ошибки на бит при некогерентном приеме сигналов с относительной фазовой модуляцией описывается выражением [Волков Л.Н., Немировский М.С., Шинаков Ю.С. Системы цифровой радиосвязи: базовые методы и характеристики: учеб. пособие. - М.: Эко-Трендз, 2005. С. 229, формула (7.27)]

где ρ - часть всей рабочей полосы частот, пораженная преднамеренной помехой (0≤р≤1);

Еб - энергия принимаемого сигнала, приходящаяся на один бит;

J - мощность преднамеренной помехи;

F - полоса частот, занимаемая спектром сигналов с ППРЧ;

N0 - спектральная плотность непрерывной помехи (шума).

Для упрощения дальнейших преобразований введем обозначения

; ;

с учетом которых выражение (3) принимает вид

Рассмотрим случай действия импульсной помехи на фоне слабой непрерывной помехи (α0≥10), при которой входящее в (5) значение (1-ρ)⋅exp(-α0)≤ехр(-10)=4,54⋅10-5 достаточно мало, что позволяет записать приближенное равенство

откуда последовательно получим

;

;

;

;

В отличие от реализуемого прототипом подхода будем полагать, что при действии совместно с непрерывной помехой наилучшей для противника (наихудшей для нас) импульсной помехой будет такая, которая перекрывает оптимальную часть рабочей полосы частот и обеспечивает максимальное требуемое отношение сигнал/импульсная помеха (αп max) при заданной вероятности ошибки Рош бош зад.

Для поиска воспользуемся выражением (7), учитывающим оба вида помех. В соответствии с правилом отыскания экстремума функции найдем частную производную от функции (7) по параметру ρ и приравняем ее нулю

Из выражения (8) следует

Обозначим , откуда ;

После несложных преобразований (9) с учетом (10) получаем квадратное уравнение

х20⋅х+α0=0,

решение которого имеет вид

Убедимся в работоспособности полученных соотношений (11), (10), подставив в них граничное значение параметра α0=10 и Рош зад=10-2,

;

х1=-5+3,873=-1,127;

х2=-5-3,873=-8,873;

;

;

Поскольку значение параметра ρ не может быть больше единицы, то из двух корней (11) выберем больший (х1), то есть .

Таким образом, при предлагаемом способе оптимальное значение параметра ρ с учетом действия непрерывной помехи рассчитывается по формуле

а в соответствии с (7) максимальное требуемое отношение сигнал/импульсная помеха, обеспечивающее заданную вероятность ошибки,

В реализуемом прототипом случае, когда действие непрерывной помехи не учитывается и наихудшей импульсной помехой признается та, которая максимизирует вероятность ошибки Рош б, соответствующие параметры системы принимают значения (см. (1), (2) с учетом (4))

Попытаемся применить к (14), (15) энергетический подход к оценке помехоустойчивости системы, полагая ; .

Тогда из (15) получим

а из (14) требуемое для обеспечения заданной вероятности ошибки отношение сигнал/импульсная помеха

Сравнивая (12) и (16), видим, что

где поправочный коэффициент k(а0) рассчитывается по формуле

Следовательно, новым по сравнению с прототипом признаком является введение поправочного коэффициента k(α0), позволяющего учесть влияние непрерывной помехи (шума приемника) на величину поражаемой импульсной помехой части полосы частот при их совместном действии, а также применить в этих условиях энергетический подход к оценке помехоустойчивости системы.

Данный признак обладает существенными отличиями, т.к. в известных способах не обнаружен.

Покажем на конкретном примере, что применение предлагаемого способа позволяет не только учесть влияние непрерывной помехи (шума приемника) на величину поражаемой импульсной помехой полосы частот при их совместном действии, но и снизить требуемое для достижения заданной вероятности ошибки Рoш зад отношение сигнал/суммарная помеха по сравнению с прототипом.

При действии двух видов помех их общая спектральная плотность определяется выражением [Волков Л.Н., Немировский М.С., Шинаков Ю.С. Системы цифровой радиосвязи: базовые методы и характеристики: учеб. пособие. - М.: Эко-Трендз, 2005. С. 229, формула (7.25)]

где - спектральная плотность преднамеренной помехи;

Объединяя оба выражения (20) в одно, получим

Тогда отношение сигнал/суммарная помеха должно рассчитываться по формуле

Для заданных выше исходных данных α0=10 и Рoш зад=10-2 получим:

а) при предлагаемом способе в соответствии с (12), (13), (21)

;

б) при способе-прототипе в соответствии с (16), (17)

Таким образом, учет того, что в действующей на входе приемника смеси двух помех есть не только наихудшая (оптимальная) импульсная помеха, но и слабая непрерывная, позволяет снизить требуемое для достижения заданной вероятности ошибки Рoш зад=10-2 отношение сигнал/помеха в раза по сравнению с прототипом.

Реализация предлагаемого способа возможна как с помощью средств вычислительной техники, так и с помощью устройства, структурная схема которого приведена на фиг. В состав устройства входят такие элементы, как два делителя 2, четыре умножителя 3, три вычитателя 4, сумматор 5, вычислитель квадратного корня 6, функциональный преобразователь 7. Указанные элементы (блоки) известны и приводятся в соответствующей литературе [Горошков Б.И. Элементы радиоэлектронных устройств: Справочник. - М: Радио и связь, 1988; Угрюмов Е.П. Цифровая схемотехника. - СПб: БХВ-Петербург, 2005; Цифровые устройства на интегральных микросхемах. - 3-е изд. перераб. и доп.- М.: Радио и связь, 1991 - (Массовая радиобиблиотека. Вып. 1159); Цифровые и аналоговые интегральные микросхемы. Справочник/ под. ред. С.В. Якубовского. М.: Радио и связь, 1989].

Устройство реализует соотношения (12), (16), (18) и работает следующим образом.

Информация об энергии принимаемого сигнала Eб с первого выхода блока задания исходных данных 1 поступает на вход делимого первого делителя 2, на вход делителя которого со второго выхода блока задания исходных данных 1 поступает информация о спектральной плотности шума N0. Результат деления с выхода первого делителя 2 поступает на вход делимого второго делителя 2 и вход вычитаемого первого вычитателя 4. Константа, равная 1, с третьего выхода блока задания исходных данных 1 поступает на вход вычитаемого третьего вычитателя 4, а также на оба входа сумматора 5, с выхода которого константа 2 подается на вход множителя второго умножителя 3 и вход делителя второго делителя 2, с выхода которого результат деления поступает на вход уменьшаемого второго вычитателя 4, а также на оба входа первого умножителя 3, с выхода которого результат умножения поступает на вход уменьшаемого первого вычитателя 4, с выхода которого результат вычитания поступает на вход вычислителя квадратного корня 6, с выхода которого значение поступает на вход вычитаемого второго вычитателя 4, с выхода которого результат вычитания - поступает на вход уменьшаемого третьего вычитателя 4, с выхода которого результат вычитания - подается на вход показателя степени функционального преобразователя 7. Информация о заданной вероятности ошибки на бит Рош зад с четвертого выхода блока задания исходных данных 1 подается на вход множимого второго умножителя 3, с выхода которого результат умножения 2Рош зад поступает на вход множимого третьего умножителя 3. С пятого выхода блока задания исходных данных 1 значение числа подается на вход основания степени функционального преобразователя 7, а также на вход множителя третьего умножителя 3, с выхода которого результат перемножения поступает на вход множимого четвертого умножителя 3. С выхода функционального преобразователя 7 результат преобразования подается на вход множителя четвертого умножителя 3, с выхода которого и выдается оптимальное значение части полосы частот, поражаемой импульсной помехой

Способ определения оптимальной части полосы частот, поражаемой преднамеренной помехой, в системах связи с широкополосными сигналами, заключающийся в том, что сигнал , соответствующий упомянутой части полосы частот, представляет собой произведение удвоенного заданного значения вероятности ошибки 2Рош зад на число е, представляющее собой основание натурального логарифма, отличающийся тем, что сигнал соответствующий оптимальному значению поражаемой части полосы частот с учетом шума приемника, получают путем умножения сигнала на корректирующий коэффициент k(α0), представляющий собой выходной сигнал функционального преобразователя сигналов, реализующего соотношение где сигнал α0 вычисляют как отношение энергии принимаемого сигнала Eб к спектральной плотности шума N0.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу работы межсетевого экрана. Техническим результатом является повышение защищенности вычислительной сети.

Изобретение относится к способам, устройствам связи, машиночитаемым носителям для ассоциирования пользователя с группой. Технический результат заключается в обеспечении автоматизации ассоциирования пользователя с группой.

Изобретение относится к средствам управления окружающими устройствами на основе топологии. Технический результат заключается в повышении эффективности управления хост-устройством при изменении топологии.

Изобретение относится к области вычислительной техники. Техническим результатом является повышение достоверности идентификации информационно-технических воздействий за счет анализа параметров различных видов информационно-технических воздействий, которые поступают как одиночно, так и несколько совместно, что позволяет определять их совокупность.

Изобретение относится к области аутентификации. Технический результат заключается в повышении безопасности связи.

Изобретение относится к технологиям сетевой связи. Технический результат заключается в повышении скорости передачи данных.

Изобретение относится к технологиям сетевой связи. Технический результат заключается в повышении безопасности хранения данных.

Изобретение относится к технологиям сетевой связи. Технический результат заключается в повышении скорости переадресации канала связи.

Изобретение относится к области радиосвязи и может быть использовано в телекоммуникационных радиоэлектронных системах с широкополосными сигналами. Технический результат заключается в повышении точности оценки помехоустойчивости системы.

Изобретение относится к области информационных технологий, а именно к области передачи данных в цифровых сетях передачи данных. Предназначено для создания коммуникаций между устройствами автоматизации, облачными шлюзами и программными средствами для настройки и передачи информации между участниками сети, объединенных общим протоколом.

Изобретение относится к радиолокационной технике, в частности к радиолокации с активным ответом, которая применяется для управления воздушным движением, опознавания, измерения расстояний в навигационных системах.

Изобретение относится к радиопередающему устройству. Технический результат заключается в повышении надежности радиопередающего устройства.

Изобретение относится к системе беспроводной связи. Технический результат - уменьшение частоты, с которой указанные каналы ограниченного использования используются в схеме смены каналов, но без блокирования указанных каналов ограниченного использования полностью.

Изобретение относится к радиосвязи и может быть использована в радиоприемных устройствах декаметрового диапазона волн. Технический результат заключается в расширении арсенала технических средств указанного назначения.

Изобретение относится к области средств преобразования дискретной (цифровой) информации, включая связь и локацию в различных средах, телеметрию, запись-чтение информации, радио, телевидение и другие применения.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано на передающих центрах связи. Технический результат – повышение эффективности функционирования передающих центров связи.

Изобретение относится к беспроводной связи. Техническим результатом является снижение уровня потребляемой мощности.

Изобретение относится к области техники связи и может быть использовано для высокопроизводительного периферийного транзита мобильной связи. Способ, реализуемый в устройстве связи, заключается в генерировании посредством процессора устройства связи модуляционного сигнала с первой волновой формой на основе первой аппроксимации входного сигнала, генерировании посредством упомянутого процессора модуляционного сигнала со второй волновой формой на основе первой разности между входным сигналом и модуляционным сигналом с первой волновой формой, генерировании посредством упомянутого процессора сигнала управления, имеющего последовательность символов управления с предварительно определенным форматом модуляции, выполнении посредством упомянутого процессора мультиплексирования (TDM) во временной области над модуляционным сигналом с первой волновой формой, модуляционным сигналом со второй волновой формой и сигналом управления для формирования сигнала каскадной модуляции волновой формы со встроенным сигналом управления (CWM-CS), модуляции посредством коммуникационного интерфейса устройства связи CWM-CS на несущую и передачи посредством коммуникационного интерфейса CWM-CS по линии связи в соответствующее устройство связи в сети.

Изобретение относится к радиосвязи и может быть использовано в радиоприемных устройствах декаметрового диапазона волн. Технический результат - повышение крутизны амплитудно-частотной характеристики в переходных областях в каждом канале N канального частотно-избирательного устройства.

Изобретение относится к беспроводной связи. Технический результат заключается в обеспечении возможности улучшенной эффективности использования сетевого ресурса за счет назначения трафика для транспортирования либо в первичной полосе, либо в дополнительной полосе объединенного радиоинтерфейса на основе ограничений качества обслуживания (QoS) трафика.

Изобретение относится к способу формирования шума двигателя, устройству формирования шума двигателя и моторному транспортному средству, содержащему такое устройство. В способе определяют период времени между двумя непосредственно последовательными событиями зажигания двигателя внутреннего сгорания и формируют наложенный шум в период времени между двумя непосредственно последовательными событиями зажигания, при этом период времени между двумя непосредственно последовательными событиями зажигания определяют посредством того, что определяют предыдущий период времени между двумя предыдущими непосредственно последовательными событиями зажигания двигателя внутреннего сгорания и устанавливают период времени, равный предыдущему периоду времени. 3 н. и 7 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области радиосвязи и может быть использовано в телекоммуникационных радиоэлектронных системах с широкополосными сигналами. Технический результат - повышение точности оценки части полосы частот, поражаемой преднамеренной помехой. Данный способ заключается в том, что рассчитываемая часть полосы частот умножается на корректирующий коэффициент, позволяющий учесть действие внутренних шумов приемной аппаратуры. 1 ил.

Наверх